一项发表于《科学进展》的新研究，对流行了70年的“三位一体脑”假说提出了有力挑战。该假说认为，人类大脑在进化过程中层层叠加：最底层是负责基本生理功能的“爬行动物脑”（即边缘系统），负责情绪；上层是负责理性思维的新皮层。然而，佐治亚理工学院计算科学与工程学院的助理教授Nabil Imam指出，这种观点并不符合进化生物学的逻辑。

Imam团队通过分析182个物种的大脑结构以及人工神经网络模型，发现大脑进化并非简单的“旧脑加新脑”堆叠，而是一场关于布线策略和空间资源的进化平衡术。大脑空间和能量有限，无法让所有系统同步扩张。相反，进化似乎在两种先天布线策略之间进行资源调配。

研究揭示，新皮层采用空间映射式连接，像地图一样组织信息：身体相邻部位（如拇指和食指）在大脑皮层中对应相邻区域。这种布局非常适合处理具有清晰空间结构的信息，如视觉场景和声音方位。而边缘系统则采用分布式条形码式连接，其神经活动模式散布在广泛网络中，更适合表征嗅觉、复杂记忆和情绪等非空间信息。

为了验证这些布线风格是先天预设还是后天习得，团队构建了不同感官的人工神经网络模型。结果显示，具有局部空间连接的网络在视觉、听觉和触觉任务中表现优异；而具有分布式条形码连接的网络则更擅长嗅觉识别和记忆任务。这表明，不同的布线策略天然适配不同类型的信息处理。

这一发现完美解释了物种间的大脑差异。例如，极度依赖嗅觉的九带犰狳拥有异常庞大的边缘系统；而高度依赖视觉的松鼠猴，其大脑则被新皮层主导。在182个物种中，并未发现“理性叠加于本能”的进化模式，而是不同布线系统根据生存需求进行空间再分配。

该研究对人工智能发展也具有重要意义。Imam指出，当前的人工神经网络依赖海量数据训练（即“后天培养”），而生物大脑并非白板，其先天架构（“先天”）已为高效学习奠定了基础。“我们可以将这种架构翻译到AI系统中，使其更像大脑，或像大脑一样高效地学习和运作。”